浅谈土料制备与填筑施工方法

来源：职称驿站所属分类：材料科学论文发布时间：2012-05-23 09:55:48浏览：次

　　［摘要］由于西北地区的水资源供需不平衡，水的调节与利用离不开水库与灌渠，天然土料达不到填筑质量要求时，必须进行土料制备才能满足施工要求。根据新疆引额济乌平原明渠Ⅰ标的施工情况，现对土料制备与填筑施工检测方法进行介绍。
　　
　　1工程概况
　　引额济乌平原明渠Ⅰ标位于阜康境内，距离阜康市60km，渠道断面形式为梯形断面，成型断面底宽6m，边坡1：1.25，渠深2.85m，设计流量20m3/s，加大流量25m3/s，Ⅰ标段渠道全长20.0km其中土方填筑219×104m3，最大填筑高度11m。在前期的土质勘探中，沿渠填筑土料场的天然含水率在4%～7%，而该土料的碾压最优含水率在11.2%～15.3%，天然土料必须经制备方能满足填筑要求。
　　2土料制备的方法
　　1）料场勘察：2002年进入施工现场后，对填方段料场进行了一次复查，并提交了0＋000～5＋576段料场试验报告，该段范围内土料岩性复杂，上层0～1.5m为粘土，中间1.5～2.5m为粉质壤土夹砂，下层全是粉细砂。料场从北到南土层变化极不均匀，有粉质粘土、粉质壤土、粉质砂土、粉质砂壤土交替变化。
　　试验结果粉质粘土最大干密度1.80g/m3，最优含水率15.3%；轻粉质粘土最大干密度1.76g/m3，最优含水率14.3%；粉质壤土最大干密度1.72g/m3，最优含水率13.3%；粉质土砂最大干密度1.68g/m3，最优含水率11.8%；轻粉质砂壤土最大干密度1.66g/m3，最优含水率11.2%。根据料场调查报告得出的数据可以得出以下结论：沿渠线的土料含水分布状况：从0＋000～20＋026土料含水由低到高；在大卦主段（0＋000～5＋576）料场含水率在2.7%～6.4%之间，土料场可利用深度1.5～2.5m，天然含水率（2.7%～6.4%）与最优含水率（12%～14.7%）相关甚远，不能满足渠堤填筑的要求。料场的土料必须制备方可满足设计填筑土料要求。
　　2）土料制备方案：沟畦灌、翻土注水；制备方法：该工程地处沙漠边缘，无可利用水源，且地下水位低，为达到节约用水，我单位对土料制备进行实验以确定加水量，先试验且推广，以节约成本。
　　2.1沟畦灌
　　试验场地：5+026~5+056渠道右侧开挖长60m宽30m场地。
　　试验目的：试验土料制备用水量与达到填筑要求质量所需的时间。
　　施工方法：a.清基：试验场地清除覆盖0.5m，清基要求：无植物根系，无腐殖土，132KW推土机推土，推运距离40~50m。b.挖沟：沟宽1.2m、沟深1.5m、沟间距3~4m。c.注水：沟内准满2次，第二次沟内水下降至离沟底40cm时，把埂子上的土推至沟内浸泡。d.取样检查：沟内水完全浸入土层后，每10天取样检测一次，检测土样含水率是否均匀，是否能满足施工要求。
　　试验场地面积为1800m2,取土深度2.0m，制备土料3600m3。
　　加水量：按土料最优含水率13.4%，天然含水率4.45%，计算得出理论上每方土料需加水140Kg。实际加水量：[30/(3.5+1.2)×(60－2.4)×1.5＋30×2×1.2×1.5]×2＝1319.0m3；加上20%的损耗量，实际加水量=1319.0×1.2=1582.8m3。每方土料加水=1582.8/3600=0.44T。
　　结论：沟畦灌制备土料的用水量较大、并且制备时间较长，制备后土料含水极不均匀。在渠堤填筑前需要挖掘机翻拌方能满足填筑要求，采取沟畦灌制备土料无法满足填筑质量和工期的要求。
　　2.2翻土注水
　　试验场地：0+826~0+842渠道右侧，试验场长30m宽16m。
　　试验目的：试验土料制备用水量与达到填筑要求质量的时间。施工方法：用挖掘机挖出4m×4m的土坑，土料先作为弃料，挖掘机后退挖甩，人工配合注水，喷出的水必须成雾状，用水量计量注水以确定其加水量，注水量以现场测定的含水率与最优含水率的差值加自然损耗量来确定人工加水量。
　　取样检测：料场制备完成后，每10天挖坑取样检测一次，检测土料含水率是否均匀、是否满足施工要求，监理单位与我单位进行的现场制备加水观测，得出结论每方土料需加水0.3m3。
　　结论：由于水源的关系，2002年平原明渠Ⅰ标制备的土料较少，2003年6月建管局的输水管道才开始供水，在10月底我单位必须完成近160万方土方填筑，而提前条件是完成土料制备，翻土注水的含水量比较均匀，并且制备时间较短，可满足大填方段的工期要求。
　　3土料填筑连续施工与质量检查的矛盾
　　1）施工中坚持贯彻“质量第一”的方针，健全管理体制，建立三检验收制度，将渠道填筑施工划分成每100m一个单元，每一层土料都要实行严格的质量检查和验收程序，特别是室内试验，必须采用《土工试验规程》中严格规定的粘涂料“环刀”取样法约需8h，资料汇总至监理签字需10h，施工被迫中断，为了促使施工单位提高生产效率而又不降低质量检验标准，经过反复试验、经验积累，摸索出一套“三步检测法”快速质检程序法。
　　2）粘土填筑压实质量的“三步检测法”a.提前检测料场粘土料的含水率，杜绝不合格料进入施工现场，以确保土料易于压实合格。检测土料含水率的方法：对土料的不同深度取多组代表性试样，采用酒精燃烧法检测土料含水率。土料的含水率在最优含水率范围内（w±2%）,采用试验确定的碾压参数（土料摊铺厚度40cm，振动凸块碾静压2遍，振动压实6遍共8遍），即可达到合格要求。反之，含水率偏大或偏小，超出了适宜范围的土料则不易碾压合格。b.在经第一步的检测后，采用换刀法取样，取样前先使用目测、手感等方法判断压实效果。对于压实合格的土样，用镐刨或锹挖都很困难，一镐只能挖深3~5cm，被切割土层的断面密实且连续，表面细腻光滑，土料之间的胶结状态较好，用手掰土块有明明显感觉具有一定的抗折力，其压实度多数可达到设计指标，可以初步认为压实合格。反之，如果镐刨很容易，一镐刨深5cm以上，土层切割面粗糙不连续有蜂窝孔，容易用手掰碎，其压实度可初步判定达不到设计指标，因此也必要做环刀法取样检查，而应该立即通知施工单位进行补压处理，直至目测判断合格再做环刀法取样试验。c.计算出环刀法试样的湿密度，并采用第一步所测试的土料含水率来推算出该土样的干容重[干容重=湿容重/（1+含水率）]，看干容重是否合格便可作出判断，而不必等待试验的最终精确结果。判断合格，就可通过现场监理进行检验，待试验数据测定后，再填写质检报表请监理鉴证，也就是将常规质量检查程序，变为“三步法“快速质检程序。
　　总之，快速检测方法，可以节省约2h的时间，从常规的检测程序所需的3~4h缩短为1~2h，大大的促使了施工工效，提高了生产强度。凭目测、手感为主的“三步法”快速质量检测，主要是靠质检员的经验和责任心。通过我们对料前准备、施工前检测等一切办法使我们在工作中取得了较好的效果，提高了我们的工作效率、为工程带来了可观的效益，在以后的工作中我们会更加努力工作勇于创新，以促使在今后的施工中既保质量又更多的提高工效。